ABSTRACT - nongup.gg.go.kr · 색인용어퇴비화 기술, 토끼 분변, 토양관리 ABSTRACT We tried to develop the composting technology using feces of small herbivorous livestocks

Ⅱ. 원예연구 367

과제구분 기본연구 수행시기 전반기

연구과제 및 세부과제명 연구분야 수행기간 연구실 책임자

도시농업 농자재 및 응용기술 개발 도시농업 ’16～’19 농업기술원 원예연구과 김대균

북온대 지역적용 텃밭부산물을 활용한 순환형 토양관리 기술 개발

도시농업 ’16～’18 농업기술원 원예연구과 김대균

색인용어 퇴비화 기술, 토끼 분변, 토양관리

ABSTRACT

We tried to develop the composting technology using feces of small herbivorous

livestocks and by-products generated through home garden activities of North

Korean residents, and we have attempted to develop a soil management technique

for home garden using compost produced by composting technology. The results are

as follows.

Regional differences of the components in the by-products of the domestic family

vegetable gardens are considered to be similar and the components of the by-products

of North Korea are considered to be similar. Judging by the harvesting time and

amount of by-products, it was judged to be the by-products of the most suitable

household gardens for compost production in North Korea.

There were no significant differences between nitrogen contents of the domestic

rabbits’ and goats’ feces. The feces of domestic rabbits and goats showed a possibility

of replacing the feces of small herbivorous livestocks in North Korea. However,

rabbits’ feces were easier to recover than coats’ feces, and it was judged to be an

appropriate feces for composting in North Korea.

When composts were produced by mixing rabbit feces with corn stovers, the

appropriate cutting length of the corn stovers were 10 cm.

In the production of compost by mixing feces of small herbivorous livestocks and corn

stovers, it was judged that it was appropriate to mix 1 : 1 volume ratio of corn stovers with

10cm cut into feces of small herbivorous livestocks.

Judging from the contents of nitrogen in compost, OM/N ratio, convenience of

manufacturing compost, composting period, the most suitable mixing ratio of rabbit

2018년도 시험연구보고서368

feces and corn stoves were 1:1 by volume.

In the case of spring cabbage cultivation, the application rate of rabbit feces

compost was 3∼4 tons/10a in comparison with that of the control in 60 days after

planting. The recommended application amount of rabbit feces compost was 3.32

tons per 10a in spring cabbage cultivation. In the case of autumn cabbage

cultivation, the application rate of rabbits feces compost was 3∼4 tons/10a in

comparison with that of the control. The recommended application rate of rabbit

feces compost was 3.73 tons per 10a in autumn cabbage cultivation.

Utilization rate of nitrogen uptake in the 100% application of rabbit feces liquid

manure was lower than that of the control and the yield was decreased by 23∼26%

than that of the control.

In the case of pepper cultivation, on the 60th and 140th days after planting, when

the application rate of rabbit feces compost was 2∼3 tons/10a, dry weights of

peppers were comparable to those of the control.

Key words : composting technology, rabbits feces compost, soil management

1. 연구목표

북한은 2000년대 초반 한국과 국제사회의 지원으로 화학비료를 연간 소요량의 45% 수준으

로 조달하였고, 국제사회의 지원이 중단된 2000년대 후반에도 그 수준을 유지하고 있으나 북

한은 비료가 절대적으로 부족하다(2013, KREI 북한농업동향). 또한 화학비료는 단기적으로 작

물생산에 기여하지만 북한토양이 화학비료 흡수에 필요한 유기물을 거의 상실하여 지속적인

작물생산에 기여하지 못하고 있다. 북한에 지원된 화학비료도 질소 비료 위주로 지원되어 북

한토양이 미량요소가 절대적으로 부족하여 양분 불균형 상태를 초래하고 있다(2006, 통일농수

산정책연구원). 한국과 국제사회의 대북식량지원은 1995년부터 2007년까지 총 1,140만톤(연평

균 87만여톤)을 지원하였으나 2008년부터는 국제사회의 식량지원이 급격히 감소되거나 중단

되어 식량부족 현상이 심화되었다(2012, KREI 북한농업동향). 이에따라 북한의 식량난 해소와

영양공급을 해결할 수 있는 기반이 되는 퇴비제조기술과 이를 이용한 토양 관리 기술을 개발

하고자 하였다. 특히 북한은 텃밭이 25,000ha로 추정(2014, KREI 북한농업동향)되는데 북한

주민이 쉽게 접할수 있는 소면적 텃밭을 활용한 식량난 해소와 채소류 재배에 의한 영양공급

방안이 우선 요구됨으로써 텃밭 활동을 통해 발생되는 부산물과 북한 일반 가정에서 쉽게 접

할 수 있는 초식 소가축의 분변을 이용한 퇴비화 기술 및 이를 이용한 토양관리 기술을 개발

하고자 하였다.


2. 재료 및 방법<시험 1> 텃밭 부산물과 초식 소가축 분변의 이화학적 특성 조사(2016)

북한지역 텃밭의 토양관리를 위한 기초자료를 확보하고자, 남한지역의 텃밭 부산물과 소가

축 분변의 이화학적 특성을 조사하여 대체 가능성을 검토하였다. 텃밭 부산물은 감자 줄기,

옥수수 대, 콩 대 3종이고, 소가축 분변은 토끼분변과 염소분변 2종 이었다. 수집한 시료의

이화학성은 경기도농업기술원 농업환경 실험 분석법(경기도원, 2017)에 준하였다. 질소는

Kjeldahl법, 유기물은 회화법, 수분은 중량법, 인산은 Vanadate법, 칼륨은 유도결합플라즈마

발광분광분석기(GBC, Integra XMP)로 정량하였다.

<시험 2> 초식 소가축 분변과 텃밭 부산물을 이용한 퇴비화 기술 개발(2017)

초식 소가축인 토끼와 염소의 분변를 활용한 퇴비 제조시 텃밭 부산물인 옥수수 대의 적

정 혼합비율을 구명하기 위해 1차, 2차, 3차로 구분하여 시험을 수행하였다.

1차 시험에서는 탄소원인 옥수수 대의 적당한 절단 길이를 검토하고자, 토끼분변에 5cm,

10cm, 15cm, 20cm로 절단한 옥수수를 혼합하였다. 각각의 혼합비율은 부피비로 1:1로 하여

비닐하우스 내에서 2017년 5월 8일에 치상하였으며 10일 간격으로 환적을 하고 60일간 발

효시켰다. 시험재료의 질소 함량은 토끼분변 2.09%, 옥수수 대 0.98% 이었으며, 유기물 함

량은 토끼분변 82.1%, 옥수수 대 87.4% 이었다(표 1). 질소, 유기물 함량 등은 〈시험 1〉과

동일하게 분석하였다.

표 1. 시험재료의 화학적 특성

시험재료 T-N(%)

P2O5(%)

K2O(%)

OM(%)

토끼분변 2.09 2.95 3.08 82.1 옥수수 대 0.98 0.74 3.11 87.4

2차 시험에서는 1차 시험 결과에 의거 옥수수 대의 적정한 혼합비율을 구명하고자, 토끼

분변에 10cm로 절단한 옥수수 대를 부피비로 1:1, 1:2, 1:3 혼합처리와 염소분변에도 10cm

로 절단한 옥수수 대를 부피비로 동일하게 처리하여 비닐하우스 내에서 2017년 5월 8일에 치

상하였으며 환적 및 발효기간은 1차 시험과 같다. 시험재료인 토끼분변과 옥수수 대의 성분은

표 1과 같으며, 염소분변의 질소함량은 2.19%, 유기물 함량은 83.6%(표 2) 이었으며 분석방법

은 〈시험 1〉과 같다.


시험재료 T-N(%)

P2O5(%)

K2O(%)

OM(%)

토끼분변 2.09 2.95 3.08 82.1 염소분변 2.19 2.45 3.13 83.6 옥수수 대 0.98 0.74 3.11 87.4


3차 시험은 2차 시험 결과에 따라 토끼분변에 10cm로 절단한 옥수수 대를 부피비로 1:1,

1:2, 1:3 혼합 3처리로 야외에서 2017년 9월 8일에 처리하여 10일 간격으로 환적을 하고

60일간 발효시켰다. 시험재료의 질소 함량은 토끼분변 1.98%, 옥수수 대 0.91% 이었으며, 유

기물 함량은 토끼분변 82.1%, 옥수수 대 88.7% 이었다(표 3). 질소, 유기물 함량 등은 〈시험 1〉

과 동일하게 분석하였으며, 퇴비의 부숙도는 콤백 CoMMe-100(농진청, 2018)으로 측정하였다.


시험재료 T-N(%)

P2O5(%)

K2O(%)

OM(%)

토끼분변 1.98 3.64 3.16 82.1

옥수수 대 0.91 0.65 2.56 88.7

<시험 3> 초식 소가축 분변퇴비의 시용효과 기술 개발(2018)

〈시험 2〉에서 제조한 토끼분변퇴비의 시용효과를 검토코자, 2018년도 경기도농업기술원의

밭포장인 사양토에서 수행하였다. 시험전 토양은 표 4와 같으며 산도와 유효인산 및 치환성

양이온 함량 등이 다소 높은 토양이었다(농진청 농과원, 2017).

표 4. 시험전 밭토양의 화학적 특성

시험작물 pH(1:5)

OM(g/kg)

NO3--N

(mg/kg)Av.P2O5(mg/kg)

Ex.Cations(cmol/kg)K Ca Mg

봄 배추 7.4 20 21 816 1.04 9.5 3.1

가을 배추 7.4 27 26 701 0.86 10.2 3.4

고추 7.5 26 13 852 0.96 10.0 3.1 밭작물 재배에적당한 화학성

6.0～7.0

20～30 - 300～

5500.5～0.8

5.0～6.0

1.5～2.0

시험작물인 배추 품종은 춘광을 60×40cm 재식거리로 봄에는 4월 22일, 가을에는 9월 3일 각각

정식하고, 고추는 명불허전을 50×40cm 재식거리로 5월 8일에 정식하였다.

봄 배추는 3요소 표준시비구를 대조로 토끼분변퇴비를 10a 당 0, 2, 3, 4톤 시용하고 토끼

분변은 질소 표준시비 32kg/10 해당량 시용 등 6처리로 하였다. 가을 배추는 퇴비 시용구와

액비 시용구로 구분하여 처리하였다. 즉, 퇴비 시용구는 3요소 표준시비구를 대조로 토끼분

변퇴비는 10a 당 0, 2, 3, 4톤 시용 등 5 처리, 액비 시용구는「3요소 표준시비+비닐 무피

복」을 대조로「질소 표준시비 32kg/10 해당량 액비+비닐 무비복」,「질소 표준시비 32kg/10 해

당량 액비+비닐 비복」,「토끼분변퇴비 3톤/10a+질소 표준 추비 21kg/10a 해당량 액비+비닐

비복」등 4처리를 두었다. 액비는 질소 표준시비 32kg/10 해당량은 8회, 질소 표준 추비


21kg/10 해당량은 4회 분시하였다. 고추는 3요소 표준시비를 대조로 토끼분변퇴비 10a 당 0,

1, 2, 3톤 시용구와 토끼분변을 질소 표준시비 19kg/10 해당량 시용구 등 6처리 하였다. 토끼

분변퇴비는 60일간 부숙시킨 퇴비로 N-P2O5-K2O 함량이 0.88-1.47-1.30%, 토끼분변은 미 부숙된

것으로 N-P2O5- K2O 함량이 0.94-1.02-0.98% 이었으며, 액비는 미 부숙 토끼분변을 물과 1:2(부피

비)로 혼합하여 30일간 부숙 시킨 후 추출하였으며 N-P2O5-K2O 함량은 0.27-0.26-0.39% 이었다. 3요

소 표준시비구의 N-P2O5-K2O 시용량은 배추 32.0-7.8-19.8kg/10a 고추 19.0-11.2-14.9kg/10a(농진청

농과원, 2017) 이었으며 질소는 요소, 인산은 용과린, 칼륨은 염화가리를 주었다(농진청,

2018). 봄 배추와 가을 배추의 퇴비 시용구 및 고추는 흑색인 비닐로 피복하여 재배하였으

며, 생육 등은 농업과학기술 연구조사 분석기준(농진청, 2012)에 준하여 조사하였다.

토양과 식물체 무기성분 함량은 농업환경 실험 분석법(경기도원, 2017)에 준하여, 토양 pH는 초자

전극법, Organic matter(OM)는 Tyurin법, Av. P2O5은 Lancaster법, NO3--N는 Kjeldahl법으로 분석하

였으며, Exchangeable cations은 1N-NH4OAC (pH 7.0) 완충용액으로 침출하여 유도결합플라즈

마 발광분광분석기(GBC, Integra XMP)로 정량하였다. 식물체의 T-N은 Kjeldahl법, P2O5은

Vanadate법으로 분석하고, K2O는 유도결합플라즈마 발광분광분석기(GBC, Integra XMP)로 정

량하였다. 식물체의 질소흡수이용율(%)은〔질소시비구 질소흡수량(kg/10a)-무비구 질소흡수량

(kg/10a)〕/〔질소시비량(kg/10a)〕× 100 으로 계산하였다.

3. 결과 및 고찰<시험 1> 텃밭 부산물과 초식 소가축 분변의 이화학적 특성 조사(2016)

가. 텃밭 부산물의 이화학적 특성

텃밭의 주요 작물인 감자 수확 후 부산물를 국내 14개 지역에서 채취하여 이화학적 특성을

조사한 결과는 표 5와 같다. 질소 1.58～1.99%, 인산 0.37～0.64%, 칼륨 7.13～8.93%, 수분

83.1～93.6% 로 지역별로 큰 차이가 없었다.

표 5. 지역별 감자 부산물의 이화학적 특성

채취지역T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%) 채취지역

T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%)

경기 화성1 1.79 0.38 7.72 70.0 85.6 강원 평창3 1.99 0.64 7.91 78.0 89.1경기 화성2 1.80 0.40 7.66 72.0 89.2 충남 서산1 1.72 0.37 8.45 70.0 83.4경기 화성3 1.61 0.37 8.03 73.0 88.6 충남 서산2 1.63 0.41 8.93 67.0 83.1경기 화성4 1.97 0.67 7.21 74.4 93.6 충남 서산3 1.65 0.45 8.02 71.0 83.8경기 용인1 1.76 0.63 7.13 72.5 91.8 전북 고창1 1.62 0.43 7.49 66.0 85.3강원 평창1 1.83 0.46 8.61 74.0 87.1 전북 고창2 1.58 0.44 8.45 69.0 84.5강원 평창2 1.83 0.54 7.33 78.0 88.4 전북 고창3 1.66 0.50 8.92 72.0 83.2

옥수수 수확 후 부산물를 국내 27개 지역에서 채취하여 이화화적 특성을 조사한 결과는


표 6과 같다. 질소 0.79～1.41%, 인산 0.29～1.08%, 칼륨 1.67～3.96% 수분 43.4～ 71.9% 이

었다. 작물의 생육에 가장 큰 영향을 주는 질소는 경기 0.83～1.33%, 강원 0.85～1.20%, 충북

0.79～1.40%, 전북 0.88～1.41%로 지역별로 차이 없이 고르게 분포하였다.

표 6. 지역별 옥수수 부산물의 이화학적 특성

채취지역T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)


T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%)

경기 화성1 0.89 0.32 2.04 87.5 66.3 충북 영동2 1.21 0.69 2.25 86.5 54.2 경기 화성2 1.02 0.42 1.67 86.4 66.7 충북 괴산1 1.23 0.88 3.60 85.0 63.7 경기 화성3 0.85 0.30 1.71 80.1 63.9 충북 괴산2 1.40 1.08 3.65 83.8 71.9 경기 화성4 1.07 0.59 1.98 75.5 64.2 충북 괴산3 1.12 0.78 3.86 82.7 70.6 경기 화성5 1.28 0.52 2.03 76.5 66.5 충남 부여1 1.19 0.62 2.76 85.9 66.7 경기 포천1 0.89 0.38 2.17 89.3 44.0 충남 부여2 1.37 0.89 3.73 83.6 71.1 경기 포천2 1.33 0.38 2.27 87.4 43.4 충남 부여3 1.34 0.72 3.28 83.7 63.4 경기 포천3 0.83 0.29 1.77 91.0 47.4 전북 남원1 1.41 0.43 1.72 87.5 63.0 강원 홍천1 1.06 0.64 1.68 88.1 64.8 전북 남원2 1.16 0.65 2.61 85.9 61.7 강원 홍천2 1.09 1.02 3.96 83.9 55.1 전북 고창 0.98 0.39 1.68 89.3 55.6 강원 홍천3 1.20 0.41 1.86 89.2 61.5 전북 부안 0.95 0.31 3.46 86.2 47.8 강원 평창 0.85 0.75 1.89 87.8 65.8 전북 진안 0.88 0.54 2.32 88.1 65.3 강원 횡성 0.88 0.67 2.22 87.7 55.8 경남 거창 1.17 0.73 3.57 85.7 68.8 충북 영동1 0.79 0.90 3.28 84.1 66.8

국내의 콩 수확 후 부산물를 44개 지역에서 채취하여 이화학적 특성을 조사한 결과(표 7),

질소 0.53～1.65%, 인산 0.10～0.94%, 칼륨 0.56～3.44%, 수분 4.8～18.6% 로 조사되었다.

질소는 경기 0.53～1.75%, 강원 0.52～1.52% 충북 0.79～1.73%, 전북 0.56～1.63%, 경북

0.83～1.51% 로 옥수수 부산물과 비슷한 경향이었으며 지역별로는 차이가 없었다.

표 7. 지역별 콩 부산물의 이화학적 특성

채취지역T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)


T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%)

경기 화성1 1.41 0.45 3.36 87.9 4.8 충북 음성1 1.19 0.27 1.06 91.9 7.7경기 화성2 1.75 0.54 1.54 90.0 14.4 충북 음성2 0.79 0.38 0.99 91.6 5.9경기 포천1 0.55 0.17 1.24 94.3 8.7 충북 음성3 1.64 0.73 1.73 91.2 9.1경기 포천2 1.02 0.33 1.36 94.0 8.8 충북 괴산1 1.14 0.37 0.82 93.5 11.8 경기 포천3 0.53 0.21 1.84 91.6 10.5 충북 괴산2 1.73 0.94 1.73 92.3 9.7경기 포천4 0.55 0.11 0.58 96.5 10.0 충북 충주1 1.65 0.72 1.77 91.1 8.8경기 포천5 0.87 0.30 1.21 93.0 11.5 충북 충주2 1.24 0.34 1.11 92.7 9.1경기 포천6 0.59 0.26 1.38 91.8 12.3 충북 충주3 1.16 0.68 0.80 94.2 11.1강원 양구1 0.58 0.58 2.41 92.5 8.3 전북 고창1 0.72 0.34 2.21 91.8 18.6


텃밭 부산물인 감자 줄기, 옥수수 대, 콩 대의 이화학적 특성 조사 결과, 질소, 인산, 칼륨

등 성분함량이 중부지역, 남부지역 간에 차이가 크지 않아 북한의 부산물 성분 함량도 국내

산과 비슷할 것으로 생각된다. 그러나 북한에서 감자의 부산물은 양이 매우 적어 수거하지 않

고 있으며, 콩 부산물의 경우는 대부분이 월동을 위한 연료용으로 사용되고 있는 것으로 알려

져 있다. 옥수수는 수확시기가 7월 상순에서 9월 중순이고 단위 면적당 부산물 양도 많아

북한에서 현실적으로 퇴비제조에 가장 적합한 부산물은 옥수수 부산물이라 생각된다.

나. 초식 소가축 분변의 이화학적 특성

토끼 분변을 국내 12개소와 중국 단동 1개소에서 채취하여 이화학적 특성을 조사한 결과는

표 8과 같다. 국내에서 사료원별로 급이한 토끼 분변의 질소 함량은 농후사료를 준 것은 1.39～1.98%,

풀만 먹인 것은 1.71～2.05%(표 9) 로 현저한 차이가 없었다. 그리고 북한과 토끼의 사육환경이

비슷한 풀만 급이한 중국 단동산 토끼 분변의 질소 함량은 2.05% 로 국내에서 풀만 준 분변의

질소 함량 1.71～2.05% 와도 차이가 없었다.

표 8. 국내산과 중국 단동산 토끼분변의 이화학적 특성

채취지역T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)


T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%)

경기 연천1 1.96 2.54 0.96 83.0 34.6 경기 포천2 1.41 2.15 0.64 93.0 40.6경기 연천2 1.76 2.43 0.87 83.0 30.6 경기 파주 1.98 2.71 2.12 89.7 57.3경기 오산 1.62 2.45 2.57 76.0 56.3 충남 부여 1.50 1.82 1.40 82.8 30.5경기 화성1 1.69 2.37 1.87 82.0 45.1 강원 평창 1.55 2.18 1.51 88.2 50.7경기 화성2 1.51 2.23 2.07 84.0 48.8 충북 영동 1.92 1.96 1.35 84.1 34.3경기 안산 1.97 2.70 0.85 91.5 46.4 중국 단동 2.05 1.83 1.55 82.3 -경기 포천1 1.39 1.86 0.66 94.8 62.7

강원 양구2 1.13 0.51 1.15 93.3 9.4 전북 고창2 0.77 0.31 2.44 91.4 17.1강원 양구3 0.93 0.32 1.18 93.0 12.5 전북 고창3 0.56 0.19 2.12 92.1 16.7강원 양구4 1.27 1.62 3.44 90.0 9.1 전북 부안1 1.63 0.51 1.60 95.0 8.3강원 양구5 1.04 0.30 0.81 93.7 8.7 전북 부안2 0.66 0.17 2.22 92.6 16.7강원 홍천1 0.97 0.48 2.61 90.9 7.4 전북 정읍 1.53 0.67 0.93 93.7 16.2강원 홍천2 1.26 0.80 2.40 91.9 8.7 경북 예천1 1.22 0.41 1.16 93.6 7.7강원 홍천3 0.52 0.18 1.87 92.5 11.1 경북 예천2 1.21 0.38 1.39 92.1 5.0강원 홍천4 0.98 0.56 1.60 91.6 5.3 경북 예천3 0.90 0.33 1.27 92.1 6.7강원 인제1 0.78 0.30 2.38 91.6 11.1 경북 문경1 1.51 0.50 1.69 90.3 8.3강원 인제2 1.34 0.52 0.56 93.5 9.1 경북 영주1 1.38 0.38 1.27 73.1 7.1강원 인제3 0.91 0.39 1.26 91.9 11.7 경북 영주2 0.88 0.83 1.54 94.3 8.0강원 인제4 1.52 0.37 0.92 92.9 12.5 경북 영주3 1.40 0.53 2.68 90.1 5.9강원 인제5 0.53 0.10 1.62 91.8 14.3 경북 영주4 0.83 0.77 1.47 92.4 6.3


표 9. 국내 풀만 먹인 토끼분변의 이화학적 특성

채취지역T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)


T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%)

연천1 1.88 2.37 7.33 67.3 27.8 연천4 1.80 2.99 8.65 58.3 29.1연천2 2.04 2.34 7.13 69.3 28.4 연천5 1.71 1.34 6.64 70.4 41.1연천3 2.05 2.12 6.31 73.2 31.2

염소분변은 국내 11개소와 중국 단동 1개소에서 채취하여 조사하였다(표 10). 국내에서 수집한

염소분변의 질소는 1.83～2.52%, 인산 1.46～2.82%, 칼륨 0.53～2.28% 범위이었다. 북한과 염소의

사육환경이 비슷한 풀만 급이한 중국 단동산 염소 분변의 질소는 2.27% 이었는데, 이는 국내

염소분변의 질소함량의 범위내에 있었다.

표 10. 국내산과 중국 단동산 염소분변의 이화학적 특성

채취지역T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)


T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

수분(%)

경기 연천 2.29 2.04 0.53 76.0 28.6 충북 괴산2 2.30 2.16 1.76 71.3 58.0 강원 태백 2.48 1.94 0.93 82.0 22.4 충남 부여 2.17 2.66 1.51 82.2 31.6 강원 홍천 2.04 2.09 1.45 64.7 72.2 전북 남원1 1.98 2.36 1.84 86.2 44.9 강원 평창1 2.43 1.57 2.12 85.2 22.4 전북 남원2 1.83 2.77 1.21 85.5 51.9 강원 평창2 2.52 1.46 2.28 82.1 45.8 전북 진안 1.91 2.82 0.75 86.8 36.3 충북 괴산1 2.47 2.24 0.65 89.0 26.7 중국 단동 2.27 2.28 1.97 77.6 -

초식 소가축 분변의 이화학적 특성 조사 결과, 북한과 사육환경이 비슷한 풀만 먹인 중국

단동산 토끼분변의 질소 함량, 국내에서 풀만 준 토끼 분변의 질소 함량, 국내에서 농후사

료만 준 토끼분변의 질소 함량 들 상호간에 큰 차이가 없었으며, 염소분변의 질소 함량도

같은 경향이었다. 따라서 국내산 토끼 및 염소의 분변은 북한의 소가축 분변의 대체 가능성이

있었다. 그러나 사육의 특성상 토끼는 우리 안에서 사육하고 있어 염소에 비해 분변확보가 더

수월하다고 생각된다.

<시험 2>초식 소가축 분변과 텃밭 부산물을 이용한 퇴비화 기술 개발(2017)

가. 1차 시험(소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 절단 길이 구명 시험)

질소원인 소가축 분변를 이용한 퇴비 제조시 〈시험 1〉의 〈가. 텃밭 부산물의 이화학적 특

성〉조사 결과에 의해 선정된 탄소원인 옥수수 부산물(옥수수 대) 의 적정 절단 길이의 효과

를 검토 코자 토끼의 분변에 옥수수 대를 5, 10, 15, 20cm 크기별로 절단하고 부피비 1:1

각각 혼합하여 시험한 결과는 표 11과 같다. 퇴비제조 60일 후 질소 함량은 옥수수 대의

절단 길이가 길어질 수 록 반비례하는 경향이었다. OM/N 비는 옥수수 대 절단 길이 10cm

30.4 에 비해 20cm 절단은 37.2 로 가장 높았으며 15cm 절단은 31.6 으로 대등하였고

5cm 절단은 33.0 으로 다소 높은편이었다. 따라서 OM/N 비와 작업의 편리성 등으로 보아,


토끼분변 이용 퇴비 제조시 옥수수 대의 적정한 절단 크기는 10cm 라 생각된다.

표 11. 옥수수 대 크기별 토끼분변퇴비의 화학적 특성(건물기준)

옥수수절단길이

T-N(%)

P2O5

(%)K2O(%)

OM(%)

OM/N

5㎝ 2.20 2.81 3.25 72.4 33.0 10㎝ 2.12 2.66 3.08 64.5 30.4 15㎝ 1.83 2.32 2.86 57.8 31.6 20㎝ 1.50 2.20 2.72 55.9 37.2

나. 2차 시험(소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 혼합비율 구명 시험)

토끼분변 이용 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 절단 길이 구명 시험(1차 시험) 결과에 의거,

소가축인 토끼와 염소 분변에 옥수수 대 10cm 혼합시 적정 혼합비율을 구명코자, 각각의 분

변에 10cm 옥수수 대를 부피비로 1:1, 1:2, 1:3 혼합 후 60일간 발효시켜 화학성을 분석

한 결과는 표 12, 그림1, 그림 2와 같다. 토끼분변과 염소분변에 10cm로 절단한 옥수수 대의

혼합 비율이 높아질수록 질소 함량은 낮아지고 OM/N 비는 증가하는 경향이었다. 국내의 가

축분퇴비 공정규격 OM/N 비 45 이하(농진청, 2018) 로 보아, 본 시험에서 제조한 퇴비는

모두 적합하나 북한의 기후 환경은 지역간에 편차가 심할 것으로 사료되어 가능한한

OM/N 비 가 낮은 퇴비가 작물 시용면에서 유리하다고 생각된다. 그리고 〈시험 1〉 에서

기술한 바와 같이, 염소 분변은 수거상의 문제점이 도출되어 소가축 분변 이용 퇴비 제조시

는 토끼 분변에 10cm 절단한 옥수수 대를 부피비로 1:1 로 혼합하는 것이 적절하다고 생각

된다.

표 12. 옥수수 대 혼합비율별 토끼, 염소 분변퇴비의 화학적 특성(건물기준)

처리내용(부피비 혼합)

T-N(%)

P2O5(%)

K2O(%)

OM(%)

OM/N

토끼분변+옥수수 대(1:1) 2.08 2.65 3.54 63.7 30.6

토끼분변+옥수수 대(1:2) 1.84 2.24 2.82 67.6 36.7

토끼분변+옥수수 대(1:3) 1.61 1.92 2.18 69.8 43.4

염소분변+옥수수 대(1:1) 2.15 2.83 3.25 62.1 28.9

염소분변+옥수수 대(1:2) 1.90 2.79 2.88 64.7 34.1

염소분변+옥수수 대(1:3) 1.72 2.40 2.11 67.9 39.5

시판제품A 2.01 3.12 3.65 66.9 33.3시판제품B 1.94 2.75 2.88 73.8 38.0


그림 1. 토끼 분변과 옥수수 부산물의 혼합비율별 경시적 성분변화

그림 2. 염소 분변과 옥수수 부산물의 혼합비율별 경시적 성분변화

다. 3차 시험(소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 혼합비율 실용화 시험)

소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 혼합 비율 구명 시험(2차 시험) 결과에 따라, 토끼

분변에 10cm 로 절단한 옥수수 대를 부피비로 1:1, 1:2, 1:3 혼합 후 60일간 발효시켜 화학

성을 분석한 결과는 그림 3, 그림 4와 같다. 퇴비의 발효기간 중 초기의 온도는 1:1 혼합에서

가장 큰 변화를 나타냈고, 1:2 혼합은 1:1 혼합에 비해 온도가 낮았으나 후기에는 1:1 혼합

과는 비슷하였다. 1:3 혼합은 다른 혼합에 비해 발효온도가 떨어지는 경향이었다. 발효기간

중 질소 함량은 1:1 혼합에서는 30일까지 상승하다가 그 후 부터는 변화가 적었던 반면, 1:2

와 1:3 혼합에서는 40일까지 상승 또는 변화가 크게 진행되다가 50, 60일부터 안정된 질소

함량을 보였다. 발효 완료 후 질소함량에서 1:1 혼합 1.98%, 1:2 혼합 1.77%, 1:3 혼합

1.44%로 혼합비가 높을수록 질소 함량이 낮아지는 경향이었으며, 본 시험에서 제조한 1:1 혼합

의 질소 함량은 시판 퇴비의 질소 함량 1.94～2.01%(표 12) 와는 대등한 수준이었다. 발효 후

OM/N 비는 1:1 혼합은 31.7, 1:2 혼합은 36.4로 가축분퇴비 공정규격 OM/N 비 45(농진청,

2018) 에 적합하였으나 1:3 혼합은 46.9로 부적합하였다.

그림 3. 토끼분변과 옥수수 대 혼합비율별 퇴비내 발열온도의 변화


그림 4. 토끼분변과 옥수수 대 혼합비율별 퇴비내 비료성분의 변화

한편 발효기간별로 퇴비의 부숙도를 조사한 결과(표 13), 1:1 혼합에서는 30일 경과 후

100% 부숙이 완료되었던 반면, 1:2 혼합과 1:3 혼합에서는 40일이 지나서 100% 부숙이 완료

된 것으로 나타났다. 이상의 퇴비제조 시험 결과, 퇴비내 질소 함량과 OM/N 비, 퇴비 제조의

편의성, 부숙 기간, 부숙도 등을 종합하여 볼 때, 토끼분변과 옥수수 부산물(옥수수 대)의

가장 적당한 혼합비율은 부피비로 1:1 이라 생각된다.

표 13. 토끼분변과 옥수수 대 혼합비율별 퇴비의 부숙도 변화

처리내용(부피비 혼합)

퇴적 후 10일

20일 30일 40일 50일 60일

토끼분변+옥수수대(1:1)

80%부숙

80% 부숙

100% 부숙

100% 부숙

100% 부숙

100% 부숙


70%부숙

80% 부숙

80%부숙

100% 부숙

100% 부숙

100% 부숙


70%부숙

80% 부숙

80%부숙

100%부숙

100% 부숙

100% 부숙

<시험 3> 초식 소가축 분변퇴비의 시용효과 기술 개발(2018)

배추 정식 후 30일에서 부숙된 토끼분변퇴비 시용구의 엽수는 대조구인 3요소 시비구에

비해 적었으며 엽면적도 같은 경향이었다. 60일에서 대조구와 엽수, 엽면적이 대등한 토끼분

변퇴비 시용량은 4톤/10a 이었다. 미 부숙된 토끼분변 시용구의 엽수는 정식 후 30일에서는

대조구에 비해 많았으나 60일에서는 적었으며, 엽면적은 30일, 60일 모두 작았다(표 14).


표 14. 봄 배추 생육

처리내용엽수(매/주) 엽면적(cm2/엽)

정식 후 30일

60일정식 후

30일 60일

1. 표준시비(대조) 32.0 73.7 365.9 399.5

2. 토끼분변퇴비 0톤 20.3 60.6 193.0 259.8

3. 토끼분변퇴비 2톤 26.5 68.9 258.6 308.3

4. 토끼분변퇴비 3톤 28.3 72.4 334.7 350.9

5. 토끼분변퇴비 4톤 28.8 73.7 345.0 404.9

6. 토끼분변(N 해당량) 33.5 69.6 359.9 313.6

배추 식물체내 질소, 인산, 칼륨 등 양분 함량을 조사한 결과는 표 15와 같다. 정식 후 30일

에서 토끼분변퇴비 시용구의 양분함량은 엽수, 엽면적 등 생육과 같은 경향으로 대조구 비해 적었

다. 그러나 60일에서의 질소와 인산 함량은 토끼분변퇴비 4톤/10a, 칼륨 함량은 2～4톤/10a 시

용구가 대조구에 비해 많았다. 토끼분변 시용구의 질소는 정식 후 30일에서 칼륨은 정식 후

60일에서 대조구에 비해 높았다.

표 15. 식물체내 양분함량

처리내용T-N(%) P2O5(%) K2O(%)

정식 후30일

60일정식 후

30일 60일

정식 후 30일

60일

1. 표준시비(대조) 2.44 2.15 1.39 1.42 5.81 4.18

2. 토끼분변퇴비 0톤 1.97 1.88 1.23 1.31 4.67 3.93

3. 토끼분변퇴비 2톤 2.19 2.01 1.28 1.39 5.21 4.64

4. 토끼분변퇴비 3톤 2.33 2.12 1.32 1.42 5.34 4.98

5. 토끼분변퇴비 4톤 2.43 2.49 1.34 1.55 5.52 5.13

6. 토끼분변(N 해당량) 2.48 1.95 1.36 1.39 5.55 4.42

배추 정식 후 30일에서 토끼분변퇴비 시용구의 건물중은 대조구 195kg/10a에 비해 낮았

으며, 60일에서 대조구의 건물중 656kg/10a과 대등한 토끼분변퇴비 시용량은 3～4톤/10a

이었다. 토끼분변 시용구의 건물중은 토끼분변퇴비 시용구에 비해 30일에서는 많았으나

60일에서는 적었다(그림 5). 이는 토끼분변이 미 부숙된 상태로 시용되어 생육초기에 질소

공급능이 토끼분변퇴비에 비해 빠르고 생육후기엔 더딘 것이 원인이라 생각된다.


그림 5. 식물체 건물중

배추 식물체의 질소흡수이용율을 조사한 결과는 그림 6과 같다. 정식 후 30일에서는 토끼분

변퇴비 시용구의 질소흡수이용율은 대조구 13.3%에 비해 낮았으나 60일에서는 대조구

22.5%에 비해 높았다. 토끼분변퇴비 시용구의 건물중과 질소흡수이용율과의 관계를 보면,

정식 후 30일에서는 일정한 경향이 없었으나 60일에서는 건물중의 증가와 함께 질소흡수이용

율도 높아지는 양상이었다. 토끼분변 시용구의 질소흡수이용율은 토끼분변퇴비 시용구에 비

해 30일에서는 높았으나 60일에서는 낮았다. 이는 건물중에서 언급한 바와 같이 토끼분변

퇴비와 토끼분변간의 질소공급의 차이라 판단된다.

그림 6. 식물체 질소흡수이용율

토끼분변퇴비 시용구의 시험 후 토양 중 유효인산 함량은 대조구 814mg/kg에 비해 2～4

톤/10a 시용구는 837～1,150mg/kg, 치환성칼륨 함량은 대조구 1.31cmol/kg에 비해

3～4톤/10a 시용구는 1.46～1.67cmol/kg 으로 축적되었다. 그리고 토끼분변 시용구의

유효인산과 치환성칼륨 함량도 다소 축적되는 경향이었다(표 16). 따라서 우리나라에서 문

제가 되고 있는 유효인산과 치환성칼륨의 축적량을 줄이기 위한 퇴비내 인산 함량을 기준으로

한 시비법 개선 등의 시험이 추후에 검토되어야 한다고 생각된다.


표 16. 시험 후 토양 화학성

처리내용NO3

--N(mg/kg) Av.P2O5(mg/kg) Ex-K(cmol/kg)

시험 전 시험 후 시험 전 시험 후 시험 전 시험 후

1. 표준시비(대조) 21 17 816 814 1.04 1.31

2. 토끼분변퇴비 0톤 21 13 816 755 1.04 0.68

3. 토끼분변퇴비 2톤 21 15 816 837 1.04 1.29

4. 토끼분변퇴비 3톤 21 18 816 937 1.04 1.46

5. 토끼분변퇴비 4톤 21 19 816 1,150 1.04 1.67

6. 토끼분변(N 해당량) 21 17 816 902 1.04 1.37

시험 후 토양 물리성을 조사한 결과는 표 17과 같다. 용적밀도는 대조구 1.34 Mg/m3에 비해

토끼분변퇴비 2～4톤/10a 시용구는 1.25～1.31Mg/m3로 낮아졌다. 반면에 공극율은 대조구

49.5%에 비해 50.6～52.9%로 높아져 토끼분변퇴비를 시용함으로서 물리성이 개선 되었음을

알 수 있었다. 토끼분변 시용구도 같은 경향이었다.

표 17. 시험 후 토양 물리성

처리내용용적밀도(Mg/m3)

3상(%) 공극율(%)고상 기상 액상

1. 표준시비(대조) 1.34 50.5 17.7 31.8 49.5

2. 토끼분변퇴비 0톤 1.34 50.7 17.6 31.7 49.3

3. 토끼분변퇴비 2톤 1.31 49.4 19.2 31.3 50.6

4. 토끼분변퇴비 3톤 1.28 48.4 20.9 30.7 51.6

5. 토끼분변퇴비 4톤 1.25 47.1 22.8 30.1 52.9

6. 토끼분변(N 해당량) 1.28 48.4 21.0 30.6 51.6

봄 배추 재배시 토끼분변퇴비의 추천 시용량을 산출코자, 토끼분변퇴비 시용량과 봄 배추

수량과의 관계를 나타낸 것은 그림 7과 같다. 2차 회귀식〔Y = -240.55χ2 + 1935.6χ +

5011.6(R2 : 0.9865), Y : 봄 배추 수량(kg/10a), χ : 토끼분변퇴비 시용량(톤/10a)〕에서 봄

배추 3요소 표준시비구 수량 8,787kg/10a을 Y에 대입하여 χ 값을 풀면, 봄 배추 재배시 토

끼분변퇴비의 추천 시용량 10a 당 3.32톤이 계산된다. 이는 토끼분변퇴비를 3.32톤/10a 시용하

면 3요소 표준시비량(N-P2O5-K2O=32.0-7.8-19.8kg/10a) 과 수량이 대등하다는 것을 의미한다.

토끼분변 시용구의 수량은 대조구 8,787kg/10a에 비해 19% 감소되었다(표 18). 그러나 토끼분변

은 토끼분변퇴비에 비해 부숙기간을 생략할 수 있고 속효성이기 때문에, 시용량을 늘려 시험

하거나 생육기간이 짧은 작물을 대상으로 추 후 검토되어야 할 필요가 있다고 생각된다.


표 18. 봄 배추 수량

처리내용수량

(kg/10a) 1. 표준시비(대조) 8,787 2. 토끼분변퇴비 0톤 4,977 3. 토끼분변퇴비 2톤 8,128 4. 토끼분변퇴비 3톤 8,377 5. 토끼분변퇴비 4톤 9,009 6. 토끼분변(N 해당량) 7,120 그림 7. 토끼분변퇴비 추천 시용량

나. 가을 배추에 대한 토끼분변퇴비와 액비 시용효과 구명 봄 배추 재배시 질소 표준시비량 32kg/10a에 해당하는 미 부숙된 토끼분변을 시용하여

시험한 결과, 그 효과가 인정되지 않아 가을 배추 시험에서는 배제하고 미 부숙된 토끼분변으

로 제조한 액비 시험구를 추가하였다. 즉, 토끼분변퇴비구인 퇴비 시용구와 토끼분변으로 만

든 액비 시용구로 구분하여 수행하였다. 가을 배추 정식 후 30일에서 퇴비 시용구의 엽수와

엽면적은 토끼분변퇴비 시용량 증가로 많아지고 넓어지는 경향이었으며, 60일에서도 같은 패

턴이었다. 정식 후 30일의 엽면적은 대조구 269.1cm2/엽에 비해 토끼분변퇴비 4톤/10a 시용

구는 275.9cm2/엽 으로 6.8cm2/엽 넓고, 60일에서는 대조구 529.7cm2/엽에 비해 토끼분변퇴

비 4톤/10a 시용구는 535.4cm2/엽 으로 5.7cm2/엽 넓었다(표 19).

표 19. 가을 배추 생육(퇴비 시용구)


정식 후 30일 60일 정식 후 30일 60일1. 표준시비(대조) 23.5 53.8 269.1 529.72. 토끼분변퇴비 0톤 17.8 44.0 241.9 410.13. 토끼분변퇴비 2톤 19.0 50.3 249.8 486.84. 토끼분변퇴비 3톤 21.8 52.5 258.9 517.75. 토끼분변퇴비 4톤 23.5 54.3 275.9 535.4

액비 시용구의 대조인 「3요소 표준시비+비닐 무 피복」 구의 엽수, 엽면적 등 생육은 퇴비

시용구의 대조인 「3요소 표준시비+비닐 피복」구에 비해 부족하였다. 이는 비닐 피복에 따른

지온의 차이가 뿌리 발육에 영향을 미친 것으로 생각된다. 액비 시용구에서 「미 부숙된 토

끼분변으로 제조」한 액비 100%(질소 32kg/10a 해당량) 처리구의 엽수, 엽면적 등 생육은

대조인 「3요소 표준시비+비닐 무 피복」 구에 비해 떨어졌다. 그러나 정식 후 30일 「부숙된

토끼분변퇴비 3톤/10a+질소 21kg/10a 해당량 액비+비닐 피복」 시용구의 엽면적은 267.1cm2/엽

으로 대조구 264.1cm2/엽와 대등하였으나, 60일에서는 525.1cm2/엽으로 대조구 509.8cm2/엽 보

다 다소 넓었다(표 20).


표 20. 가을 배추 생육(액비 시용구)


정식 후 30일 60일 정식 후 30일 60일

1. 표준시비(대조)+ 비닐무피복 22.0 52.8 264.1 509.8

2. 토끼분변액비+ 비닐무피복 19.3 50.8 247.5 493.3

3. 토끼분변액비+ 비닐피복 20.8 51.5 252.8 503.1

4. 토끼분변퇴비 3톤+ 토끼분변액비+비닐피복 22.0 53.8 267.1 525.1

퇴비 시용구의 식물체내 질소, 인산, 칼륨 등 양분 함량을 조사한 결과는 표 21과 같다. 퇴비

시용구인 토끼분변퇴비 시용구의 양분함량은 시용량 증가로 높아졌으며 3톤/10a 까지 시용해도

양분이 부족하였다. 그러나 4톤/10a 시용구에서는 양분 함량이 대조와 현저한 차이 없이 대등한

수준을 보였다.

표 21. 식물체내 양분함량(퇴비 시용구)


정식 후 30일 60일 정식 후

30일 60일 정식 후 30일 60일

1. 표준시비(대조) 3.82 3.18 1.18 1.77 6.60 5.64

2. 토끼분변퇴비 0톤 3.04 1.87 1.07 1.66 5.61 4.77

3. 토끼분변퇴비 2톤 3.49 2.73 1.11 1.71 6.34 5.11

4. 토끼분변퇴비 3톤 3.57 2.90 1.15 1.75 6.42 5.27

5. 토끼분변퇴비 4톤 3.84 3.22 1.18 1.78 6.61 5.69

액비 100% 처리한「토끼분변 액비+비닐 무피복」,「토끼분변 액비+비닐 피복」시용구의 식물체내

양분 함량은 대조구에 비해 정식 후 30일, 60일 모두 낮았다. 그러나 「토끼분변퇴비 3톤

/10a+토끼분변 액비+비닐 피복」 시용구에서의 양분 함량은 대조에 비해서는 낮았지만 액

비 100% 처리구에 비해 정식 후 60일에서 질소, 인산, 칼륨 함량이 많았다(표 22). 따라서 본

시험의 경우로 보아, 가을 배추 재배시 액비의 활용도를 늘리기 위해서는 퇴비와 병행되어

시험이 수행되어야 한다고 생각된다.


표 22. 식물체내 양분함량(액비 시용구)


정식 후 30일 60일 정식 후

30일 60일 정식 후 30일 60일

1. 표준시비(대조)+ 비닐무피복 3.71 3.32 1.19 1.76 6.55 6.85

2. 토끼분변액비+ 비닐무피복 3.54 2.86 1.16 1.70 6.41 5.51

3. 토끼분변액비+ 비닐피복 3.61 2.89 1.17 1.71 6.47 5.30

4. 토끼분변퇴비 3톤+ 토끼분변액비+비닐피복 3.57 3.03 1.16 1.76 6.47 5.76

퇴비 시용구인 토끼분변퇴비는 시용량이 증가함에 따라 식물체내 양분 함량의 증가로 생육량

이 많아져 건물중도 높아졌다. 정식 후 30일에서 대조구 175kg/10a과 대등한 토끼분변퇴비

시용 수준은 3～4톤/10a 이었으며 60일에서도 같은 패턴이었다(그림 8).

그림 8. 식물체 건물중(퇴비 시용구)

토끼분변퇴비 시용량간의 질소흡수이용율은 일정한 경향이 없었으나 정식 후 30일 보다

는 60일에서 높았다. 정식 후 30일에서 토끼분변퇴비 시용구의 질소흡수이용율은 대조구

16.7%에 비해 9.1～10.7%로 낮았다. 60일에서 질소흡수이용율은 토끼분변퇴비 2톤/10a 시

용구만 대조구에 비해 높았다(그림 9).

그림 9. 식물체 질소흡수이용율(퇴비 시용구)


정식 후 30일에서 액비 100% 시용구의 건물중은 대조구 168.kg/10a에 낮았으나 「토끼분

변퇴비 3톤/10a+토끼분변 액비+비닐 피복」 시용구는 173kg/10a로 높았다. 그러나 60일에서는 액

비 시용구 모두 대조구 508kg/10a에 비해 다소 적어지는 경향이었다(그림 10).

그림 10. 식물체 건물중(액비 시용구)

액비 시용구의 질소흡수이용율은 정식 후 30일, 60일 모두 대조구에 비해 떨어지는 경향

이었다. 그러나 액비 100% 처리구에 비해 「토끼분변퇴비 3톤/10a+토끼분변 액비+비닐 피복」

시용구에서의 질소흡수이용율은 높은편이었다(그림 11).

그림 11. 식물체 질소흡수이용율(액비 시용구)

퇴비 시용구의 시험 후 토양중 유효인산 함량은 대조 765mg/kg에 비해 토끼분변퇴비

2～4톤/10a 시용구는 863～1,151mg/kg, 치환성칼륨 함량은 0.74cmol/kg에 비해 0.90～

1.24cmol/kg으로 매우 축적되는 경향이었다(표 23). 따라서 표 16에서 언급한 바와 같이 유효

인산과 치환성칼륨의 축적량을 줄이기 위한 시비법 개선 등의 연구가 필요하다고 생각된다.

표 23. 시험 후 토양 화학성(퇴비 시용구)

처리내용NO3

--N(mg/kg) Av.P2O5(mg/kg) Ex-K(cmol/kg)시험 전 시험 후 시험 전 시험 후 시험 전 시험 후

1. 표준시비(대조) 26 5 701 765 0.86 0.742. 토끼분변퇴비 0톤 26 2 701 558 0.86 0.513. 토끼분변퇴비 2톤 26 4 701 863 0.86 0.904. 토끼분변퇴비 3톤 26 5 701 1,051 0.86 0.985. 토끼분변퇴비 4톤 26 9 701 1,151 0.86 1.24


시험 후 액비 시용구의 토양 화학성은 표 24와 같다. 액비 100% 시용구의 토양중 유효

인산과 치환성칼륨 함량은 대조에 비해 낮았다. 그러나 「토끼분변퇴비 3톤/10a+질소

21kg/10a 해당량 액비+비닐 피복」 시용구의 유효인산은 대조 892mg/kg에 비해 1,205mg/kg으

로 35%, 축적되고, 치환성칼륨은 0.94cmol./kg에 비해 29% 축적되었다.

표 24. 시험 후 토양 화학성(액비 시용구)

처리내용NO3

--N(mg/kg) Av.P2O5(mg/kg) Ex-K(cmol/kg)시험 전 시험 후 시험 전 시험 후 시험 전 시험 후

1. 표준시비(대조)+ 비닐무피복 26 6 701 892 0.86 0.94

2. 토끼분변액비+ 비닐무피복 26 3 701 672 0.86 0.68

3. 토끼분변액비+ 비닐피복 26 5 701 778 0.86 0.73

4. 토끼분변퇴비 3톤+ 토끼분변액비+비닐피복 26 6 701 1,205 0.86 1.21

퇴비 시용구의 수량은 대조 8,773kg/10a에 비해 토끼분변퇴비 3톤/10a 시용구는 8% 감소

하였으나 4톤/10a 시용구에서는 3% 증가하였다(표 25). 따라서 가을 배추 재배시 토끼분변퇴

비의 추천 시용량을 산출코자, 그림 12에서와 같이 퇴비 시용량과 수량과의 2차 회귀식을 구하였

다. 즉, 2차 회귀식〔Y = -88.159χ2 + 1304.4χ + 5133(R2 : 0.9952), Y : 가을 배추 수량(kg/10a),

χ : 토끼 분변퇴비 시용량(톤/10a)〕에서 가을배추 3요소 표준시비구 수량 8,733kg/10a을 Y에

대입하여 χ 값을 계산하면, 가을 배추 재배시 토끼분변퇴비의 추천 시용량은 10a 당 3.73톤

이었다.

표 25. 가을 배추 수량

처리내용 수량(kg/10a)

1. 표준시비(대조) 8,773 2. 토끼분변퇴비 0톤 5,114 3. 토끼분변퇴비 2톤 7,503 4. 토끼분변퇴비 3톤 8,101 5. 토끼분변퇴비 4톤 8,997 그림 12. 토끼분변퇴비 추천 시용량(퇴비 시용구)

액비 100% 시용구의 수량은 대조구 8,325kg/10a에 비해 23～26% 줄어 액비의 효과가 적었다.

그러나 「토끼분변퇴비 3톤/10a+토끼분변 액비+비닐 피복」 구의 수량은 8,138kg/10a 으로 대조와

큰 차이가 없었다(표 26).


표 26. 가을 배추 수량(액비 시용구)

처리내용 수량(kg/10a) 수량지수1. 표준시비(대조)+ 비닐무피복 8,325 100

2. 토끼분변액비+ 비닐무피복 6,122 74

3. 토끼분변액비+ 비닐피복 6,383 77

4. 토끼분변퇴비 3톤+ 토끼분변액비+비닐피복 8,138 98

다. 고추에 대한 토끼분변퇴비 시용효과 구명

정식 후 시기별로 고추의 생육을 조사한 결과는 표 27과 같다. 정식 후 30일에서 토끼분

변퇴비 시용구의 초장, 경직경 등 생육은 대조구에 비해 떨어지는 경향이었다. 그러나 60일

에서 토끼분변퇴비 3톤/10a 시용구의 초장은 82.9cm로 대조 80.1cm에 비해 2.8cm 컷으며,

경직경은 23.7mm로 대조 23.0mm에 비해 0.7mm 굵은 편이었다. 고추 질소 표준시비

19kg/10a 해당량을 준 토끼분변 시용구는 생육량이 대조에 비해 부족하였다. 이는 토끼분변

이 미 부숙된 상태로 토양 pH가 7.5(표 4)인 포장에 시용된 점을 고려하면, 발효과정에서

토양 pH에 의해 암모니아 가스 휘산이 상승되어 뿌리의 발육이 나빠져 양분흡수가 저해

된 것으로 판단된다. 따라서 고추 재배시 토끼분변은 일정기간 발효 후 토양에 시용되어야 한다

고 생각된다.

표 27. 고추 생육

처리내용초장(cm) 경직경(mm)

정식 후 30일

60일정식 후 30일

60일

1. 표준시비(대조) 53.5 80.1 7.7 23.02. 토끼분변퇴비 0톤 36.2 61.0 4.7 21.93. 토끼분변퇴비 1톤 46.1 76.4 6.2 22.64. 토끼분변퇴비 2톤 48.2 78.5 6.6 22.85. 토끼분변퇴비 3톤 52.7 82.9 7.3 23.76. 토끼분변(N 해당량) 44.0 67.1 5.6 22.5

정식 후 30일에서 토끼분변퇴비 1～3톤/10a 시용구의 식물체중 질소, 인산, 칼륨 등 양분

함량은 대조구에 비해 낮았다. 그러나 60일에서 토끼분변퇴비 3톤/10a 시용구의 질소는

2.43%로 대조구 2.26%에 비해 높고 140일에서도 2.21%로 대조 2.14%에 비해 다소 높은편

이었다. 그리고 인산과 칼륨의 경우도 질소와 같은 경향으로 60일, 140일 모두 대조에 비해

높은 경향이었다. 그러나 토끼분변 시용구의 양분함량은 30일, 60일, 140일 모두 대조에 비해


적었다(표 28). 이는 위에서 설명한 바와 같이 토양 pH가 양분흡수에 간접적인 영향을 미친

것으로 판단된다.

표 28. 식물체내 양분함량

처리내용 T-N(%) P2O5(%) K2O(%)

정식 후 30일

60

일140일

정식 후 30일

60

일140일

정식 후 30일

60

일140일

1. 표준시비(대조) 4.02 2.26 2.14 1.03 0.68 1.02 5.31 4.52 2.952. 토끼분변퇴비 0톤 2.85 2.15 1.73 0.93 0.66 0.71 4.79 3.40 2.753. 토끼분변퇴비 1톤 3.78 2.18 1.80 1.00 0.71 0.92 4.92 4.47 2.834. 토끼분변퇴비 2톤 3.83 2.22 2.10 1.01 0.72 0.97 5.01 4.85 2.915. 토끼분변퇴비 3톤 3.98 2.43 2.21 1.02 0.79 1.04 5.24 5.12 3.026. 토끼분변(N 해당량) 3.73 2.19 1.91 0.97 0.67 0.95 4.86 3.94 2.88

토끼분변퇴비의 시용량이 증가함에 따라 식물체의 양분함량이 높아지고 생육량도 늘어나 건물중

이 많아지는 경향이었다. 정식 후 30일에서 건물중은 대조구 19kg/10a에 비해 낮았다. 60일

에서 건물중이 대조 248kg/10a 과 대등한 토끼분변퇴비의 10a 당 시용량은 2～3톤 범위이었

으며, 140일에서도 60일과 같은 경향이었다. 그러나 토끼분변 시용구는 양분흡수가 낮아 생

육량이 부족해 30일, 60일, 140일 모두 대조구에 비해 건물중이 적었다(그림 13).

그림 13. 식물체 건물중

식물체가 흡수한 질소흡수이용율은 그림 14 에서 보는 바와 같이 토끼분변퇴비의 시용량

이 증가함에 따라 감소하였으며, 정식 후 시기가 경과될 수 록 높아졌다. 정식 후 30일에서

토끼분변퇴비 시용구의 질소흡수이용율은 대조 5.3%에 비해 낮았으며, 식물체의 질소

함량과 건물중 등 과는 반비례하는 경향이었다. 60일에서는 대조 24.8%와 토끼분변퇴비

1톤/10a 시용구는 같았으나 2～3톤/10a 시용구는 낮았으며, 시용간에는 30일과 비슷한

양상으로 식물체의 질소 함량, 건물중과 반비례 하였다. 140일에서의 질소흡수이용율은 30

일과 같은 경향이었다. 토끼분변 시용구의 질소흡수이용율은 대조와 토끼분변퇴비 시용구

에 비해 적었다. 이는 질소 흡수의 부족으로 생육량이 감소되어 건물중이 낮아진 원인이

라 생각된다.


그림 14. 식물체 질소흡수이용율

토끼분변퇴비 시용구의 시험 후 토양중 유효인산 함량은 대조 802mg/kg에 비해 1～3톤

/10a 시용구는 1,003～1,132mg/kg 으로 201～330mg/kg 증가하였다. 치환성칼륨함량은 대조

0.97cmol/kg에 비해 1～2톤/10a 시용구는 0.90～1.05cmol/kg 으로 큰 차이가 없었으나 3톤/10a

시용구에서는 1.20cmol/kg으로 0.23cmol/kg 많아졌다. 그러나 토끼분변 시용구의 유효인

산과 치환성칼륨 함량은 토끼분변퇴비 시용구에 비해 크게 증가하지 않았다(표 29).

표 29. 시험 후 토양 화학성

처리내용NO3-N(mg/kg) Av.P2O5(mg/kg) Ex-K(cmol/kg)

시험 전 시험 후 시험 전 시험 후 시험 전 시험 후1. 표준시비(대조) 13 13 852 802 0.96 0.972. 토끼분변퇴비 0톤 13 7 852 754 0.96 0.733. 토끼분변퇴비 1톤 13 12 852 1,003 0.96 0.904. 토끼분변퇴비 2톤 13 16 852 1,055 0.96 1.055. 토끼분변퇴비 3톤 13 21 852 1,132 0.96 1.206. 토끼분변(N 해당량) 13 14 852 892 0.96 1.02

대조구의 용적밀도 1.34Mg/m3에 비해 토끼분변퇴비 시용구는 1.22～1.27Mg/m3 으로 낮아

졌다. 공극율은 52.1～54.0%로 대조 49.8%에 비해 높아져 퇴비의 시용으로 토양의 물리성이

개선되었다(표 30).

표 30. 시험 후 토양 물리성

처리내용용적밀도(Mg/m3)

3상(%) 공극율(%)고상 기상 액상

1. 표준시비(대조) 1.34 50.4 28.9 20.8 49.72. 토끼분변퇴비 0톤 1.34 50.4 28.8 20.9 49.63. 토끼분변퇴비 1톤 1.27 48.0 32.5 19.6 52.14. 토끼분변퇴비 2톤 1.26 47.4 33.7 19.0 52.75. 토끼분변퇴비 3톤 1.22 46.1 36.3 17.7 54.06. 토끼분변(N 해당량) 1.26 47.4 32.6 20.1 52.7


건고추의 수량은 대조 555kg/10a에 비해 토끼분변퇴비 1톤 시용구는 23%, 2톤/10a 시용

구는 6% 각각 감소하고 3톤/10a 구는 2% 증가하는 경향이었으나, 토끼분변 시용구는

40% 줄었다(표 31). 고추 배추 재배시 토끼분변퇴비의 추천 시용량을 산출코자, 토끼분변퇴

비 시용량과 건고추 수량과의 2차 회귀식 〔Y =-49.75χ2 + 271.75χ + 191.25(R2 : 0.9936),

Y : 건고추 수량(kg/10a), χ : 토끼분변퇴비 시용량(톤/10a)〕을 구하여(그림 15), 건고추 3

요소 표준시비구 수량 555kg/10a을 Y에 대입하여 χ 값을 계산한 결과, 고추 재배시 토끼분

변퇴비의 추천 시용량은 10a 당 2.35톤 이었다.

표 31. 건고추 수량

처리내용수량

(kg/10a)1. 표준시비(대조) 5552. 토끼분변퇴비 0톤 1863. 토끼분변퇴비 1톤 4294. 토끼분변퇴비 2톤 5205. 토끼분변퇴비 3톤 5646. 토끼분변(N 해당량) 334 그림 15. 토끼분변퇴비 추천 시용량

4. 적 요 본 과제는 북한 주민의 텃밭 활동을 통해 발생되는 부산물과 초식 소가축의 분변을 이용한

퇴비화 기술 및 이를 이용한 토양관리 기술을 개발하고자 하였으며 이에 대한 결과는 다음과

같다.

가. 텃밭 부산물의 이화학적 특성 1) 주요 텃밭 부산물의 성분함량은 감자 부산물은 질소 1.58～1.99%, 인산 0.37～0.64%, 칼륨

7.13～8.93%, 옥수수 부산물은 질소 0.79～1.41%, 인산 0.29～1.08%, 칼륨 1.67～3.96%, 콩

부산물은 질소 0.53～1.65%, 인산 0.10～0.94%, 칼륨 0.56～3.44% 이었다.

2) 텃밭 부산물의 지역적인 차이가 크지 않아 북한 부산물의 성분도 비슷할 것으로 판단

되며, 옥수수 부산물이 옥수수 수확시기나 부산물양으로 판단했을 때 북한에서 현실적으

로 퇴비제조에 가장 적합한 텃밭 부산물로 판단되었다.

나. 초식 소가축 분변의 이화학적 특성 1) 성분함량에 있어서 토끼분변은 질소 1.39～1.98%, 인산 1.82～2.71%, 칼륨 0.64～2.57%

이었고, 염소분변은 질소 1.83～2.52%, 인산 1.46～2.82%, 칼륨 0.53～2.28% 이었다.

2) 국내의 토끼분변과 염소분변의 질소 함량들 상호간에 큰 차이가 없어 국내산 토끼 및

염소의 분변은 북한의 소가축 분변의 대체 가능성이 있었다. 그러나 토끼분변이 염소분변

에 비해 수거가 용이하여 북한에서 퇴비화를 위한 적절한 분변으로 판단되었다.


다. 소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 절단 길이 구명 시험 1) 토끼분변과 옥수수 대 절단 길이별 혼합 퇴비의 OM/N 비는 20cm 절단 37.2 〉 5cm

절단 33.0 〉 15cm 절단 31.6 〉 10cm 30.4 순으로 높았다.

2) 토끼분변과 옥수수 대를 혼합하여 퇴비 제조시 옥수수 대의 적정한 절단 길이는 10cm

이었다.

라. 소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 혼합비율 구명 시험 1) 토끼분변과 염소분변에 10cm 로 절단한 옥수수 대를 혼합하여 퇴비 제조시 옥수수 대 혼합

비율이 높아질수록 질소 함량은 낮아지고 OM/N 비는 증가하였다.

2) 소가축 분변과 옥수수 대를 혼합하여 퇴비제조시 소가축 분변에 10cm 절단한 옥수수

대를 부피비로 1:1 혼합하는 것이 적정하다고 판단하였다.

마. 소가축 분변 퇴비 제조시 옥수수 대 적정 혼합비율 실용화 시험 1) 토끼분변과 10cm로 절단된 옥수수 대 이용 퇴비 제조시 OM/N 비는 부피비로 1:1 혼

합 31.7, 1:2 혼합 36.4, 1:3 혼합 46.9 이었다.

2) 퇴비내 질소함량과 OM/N 비, 퇴비 제조의 편의성, 부숙 기간, 부숙도 등으로 보아, 토끼

분변과 옥수수 대의 가장 적당한 혼합비율은 부피비로 1:1이었다.

바. 봄 배추에 대한 토끼분변퇴비 시용효과 1) 정식 후 60일 식물체내 질소와 인산함량은 3요소 표준시비구에 비해 토끼분변퇴비

4톤/10a 시용구에서 높았다.

2) 정식 후 60일 대조와 건물중이 대등한 토끼분변퇴비 시용량은 3～4톤/10a 이었다.

3) 봄 배추 재배시 토끼분변퇴비의 추천 시용량은 10a 당 3.32톤 이었다

사. 가을 배추에 대한 토끼분변퇴비와 액비 시용효과 1) 토끼분변퇴비 4톤/10a 시용구의 식물체내 양분함량은 대조와 대등하였으나 액비 100%

처리구는 낮았다.

2) 토끼분변퇴비 3～4톤/10a 시용구의 건물중은 대조와 대등하였으나 질소흡수이용율은 낮

았다.

3) 액비 100% 시용구의 건물중과 질소흡수이용율은 대조에 비해 적었으며, 수량은 23～

26% 감소하였다.

4) 가을 배추 재배시 토끼분변퇴비의 추천 시용량은 10a 당 3.73톤 이었다

아. 고추에 대한 토끼분변퇴비 시용효과 1) 토끼분변퇴비 3톤/10a 시용구 식물체내 양분함량은 정식 후 30일에서는 대조에 비해 적

었으나 60일과 140일에서는 높았다.

2) 정식 후 60일, 140일에서 건물중이 대조와 대등한 토끼분변퇴비 시용량은 10a 당 2～3

톤 이었다.

3) 고추 재배시 토끼분변퇴비의 추천 시용량은 10a 당 2.35톤 이었다.


5. 인용문헌 경기도농업기술원. 2017. 농업환경 실험 분석법.

남북농업협력 체제하의 북한의 비료부족해결을 위한 남한 축분의 자원화 방안과 북한에서

의 활용방안. 2006. 통일농수산정책연구원.

농촌진흥청. 2018. 비료 공정규격설정 및 지정

농촌진흥청 국립농업과학원. 2017. 작물별 비료사용처방 기준(3차 개정본)

농촌진흥청 국립농업과학원. 2017. 흙토람을 활용한 토양 및 양분관리

KREI 북한농업동향. 2012. 한국농촌경제연구원. 제13권 4호.



6. 연구결과 활용제목

○ 텃밭 부산물(옥수수대, 콩대, 감자대)의 이화학적 특성 정보 제공(영농활용)

○ 토끼분변의 이화학성 분석 자료 정보 제공(영농활용)

○ 토끼분변과 옥수수대를 이용한 퇴비화 매뉴얼(영농활용)

○ 토끼분변과 옥수수대 이용 제조퇴비의 텃밭 시용방법(영농활용)

○ 옥수수 부산물과 토끼분변의 이화학적 성분특성 및 퇴비 제조조건(논문게재)

○ 새로운 바실러스 서브틸리스 GA-389 균주 및 이의 용도(특허출원)

○ Bacillus subtilis GA-389 균주(생물자원 등록․기탁)

○ Bacillus subtilis GA-389 균주(기술이전)

7. 연구원편성

과제 구 분 소 속 직 급 성 명 수행업무 참여년도

북온대 지역적용 텃밭부산물을 활용한 순환형 토양관리 기술 개발

책임자 원예연구과 농업연구사 김대균 과제총괄 ’16～’18

공동연구자 〃 농업연구관 김진영 자료분석 ’17～’18

〃〃 농업연구사 김혜형 현지조사 ’18

〃〃〃 이원석 성과정리 ’16～’18

〃〃 농업연구관 서명훈 목표설정 ’16～’18

Documents

ABSTRACT - nongup.gg.go.kr · 색인용어퇴비화 기술, 토끼 분변, 토양관리 ABSTRACT We tried to develop the composting technology using feces of small herbivorous livestocks